Решение интегральных уравнений теории линейных антенн методом конечных элементов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Целью работы является построение вычислительной схемы метода конечных элементов применительно к интегральным уравнениям, описывающим распределения токов в тонких проволочных антеннах. В частности, для линейных антенн малой толщины задача может быть сведена к интегральному уравнению Галлена. В качестве метода исследования предпочтение отдано методу конечных элементов, т. к. он обладает достаточно большой гибкостью в плане выбора базисных функций и подборе сетки узлов. Кроме того, данный метод является мощным и эффективным средством решения задач математической физики, который позволяет достаточно точно описать сложные криволинейные границы области определения решения и краевые условия. В работе строится численный метод решения интегрального уравнения Галлена с использованием метода конечных элементов. Согласно предложенной вычислительной схеме, была выстроена программная реализация и проведен сравнительный анализ результатов. Данный подход в целом показал невысокую точность, что, возможно, обусловлено и принадлежностью данной задачи к классу некорректных и в целом вопросом определения границ применимости уравнения Галлена.

Об авторах

Дмитрий Викторович Тарасов

ФГБОУ ВО Пензенский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: tarasovdv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9217-9228

кандидат технических наук, доцент кафедры высшей и прикладной математики

Россия, 440026, Россия, г. Пенза, ул. Красная, д. 40

Список литературы

  1. Зырянов Ю. Т., Федюнин П. А., Белоусов О. А. [и др.] Антенны : учеб. пособие / Ю. Т. Зырянов [и др.]. Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО "ТГТУ", 2014. 128 с.
  2. Вычислительные методы в электродинамике / под ред. Р. Митры. М.: Мир, 1977. 487 с.
  3. Манжиров А. В., Полянин А. Д. Справочник по интегральным уравнениям: методы решения. М. : Факториал Пресс, 2000. 384 с.
  4. Бойков И. В., Айкашев П. В. Применение непрерывного операторного метода к решению уравнений Поклингтона и Галлена для тонких проволочных антенн // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. 2020. Т. 55, № 3. С. 127–146. DOI: https://doi.org/10.21685/2072-3040-2020-3-10.
  5. Рогова Н. В. Методы вейвлет-анализа численного решения одномерных задач электро-динамики: автореф. дисс. . . . канд. физ.-мат. наук. Воронеж, 2008. 16 с.
  6. Тарасов Д. В., Коннов Г. А. Применение метода конечных элементов для решения интегральных уравнений теории линейных антенн // Аналитические и численные методы моделирования естественно-научных и социальных проблем : мат. XV Междунар. науч.-техн. конф. / под ред. д.ф.-м.н., проф. И. В. Бойкова. Пенза:
  7. Изд-во ПГУ, 2020. С. 66–74.
  8. Бойков И. В. Приближенные методы решения сингулярных интегральных уравнений. Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2004. 316 с.
  9. Неганов В. А., Матвеев И. В., Медведев С. В. Метод сведения уравнения поклингтона для электрического вибратора к сингулярному интегральному уравнению // Письма в ЖЭТФ. 2000. Т. 26, № 12. С. 86–94.
  10. Бойков И. В., Тарасов Д. В. Применение гиперсингулярных интегральных уравнений к численному моделированию электрического вибратора // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2008,№4. С. 94–106.
  11. Сильвестер П., Феррари Р. Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров-электриков: пер. с англ. М.: Мир, 1986. 229 с.
  12. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов: пер. с англ. М. : Мир, 1979. 392 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Тарасов Д.В., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Мы используем файлы cookies, сервис веб-аналитики Яндекс.Метрика для улучшения работы сайта и удобства его использования. Продолжая пользоваться сайтом, вы подтверждаете, что были об этом проинформированы и согласны с нашими правилами обработки персональных данных.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).